Birinin gerçekten geldiğinden emin olmak için Proxima Centauri'ye göndermemiz gereken kişi sayısı bu kadar.
İnsanlar galaksiyi kolonileştirecekse, yaşanabilir bir gezegene sahip yakındaki bir yıldıza yolculuk yapmamız gerekecek. Geçen yıl, gökbilimciler en yakın komşumuz Proxima Centauri'nin tasarıya uyabilecek potansiyel olarak yaşanabilir birkaç ötegezege sahip olma olasılığını gündeme getirdi.
Proxima Centauri, Dünya'dan 4,2 ışıkyılı uzaklıkta, mevcut teknolojiyi kullanarak seyahat etmesi yaklaşık 6.300 yıl sürecek bir mesafe. Böyle bir yolculuk birçok nesil sürer. Gerçekten de, dahil olan insanların çoğu, Dünya'yı veya onun ötegezegen karşıtını asla göremezdi. Bu insanların, yolculuk boyunca, sağlıklı bir mürettebatın Proxima Centauri'ye varmasını garanti edecek şekilde birbirleriyle üremeleri gerekecekti.
Ve bu ilginç bir soruyu gündeme getiriyor. Bu zaman diliminde genetik olarak sağlıklı bir popülasyonu koruyabilecek en küçük ekip nedir?
Bugün, Strasbourg Üniversitesi'nden Frédéric Marin'in ve her ikisi de Fransa'da bulunan araştırma şirketi Casc4de'de Camille Beluffi'nin çalışmaları sayesinde bir yanıt alıyoruz. Çeşitli büyüklükteki görevler için hayatta kalma olasılığını ve başarıya ulaşmak için gerekli olacak yetiştirme kurallarını hesapladılar.
İlk olarak, biraz arka plan. Uzay bilimciler ve mühendisler, yakındaki yıldızlara ulaşmanın çeşitli yollarını araştırdılar. Sorun, elbette, ilgili geniş mesafeler ve insan uzay aracının yönetebileceği nispeten sakin hızlardır.
Apollo 11 Proxima Centauri'ye 100.000 yıldan fazla bir sürede ulaşacak bir hız olan saatte yaklaşık 40.000 kilometre hızla gitti. Ancak uzay araçları o zamandan beri daha hızlı hale geldi. Bu yıl piyasaya sürülecek olan Parker Solar Probe, ışık tohumunun yaklaşık yüzde 0.067'si olan saatte 700.000 kilometreden fazla seyahat edecek.
Marin ve Beluffi bunu, günümüzün en son uzay teknolojisiyle elde edilebilecek hız olarak kullanıyor. Bu hızda, yıldızlararası bir yolculuğun Proxima Centauri b'ye ulaşmasının hala yaklaşık 6.300 yıl alacağını söylüyorlar.
Böyle çok kuşaklı bir uzay yolculuğu için bir ekip seçmek kolay bir iş olmayacaktı. Mürettebattaki ilk kadın ve erkek sayısı, yaşları ve yaşam beklentileri, kısırlık oranları, geminin maksimum kapasitesi vb. önemli parametrelerdir. Ayrıca, üremeye izin verilen yaş, ebeveynlerin ne kadar yakın akraba olabileceği, kaç çocuğa sahip olabilecekleri vb. ile ilgili kurallar gerektirir.
Bu parametreler belirlendikten sonra, çok nesilli bir görevi simüle eden Heritage adlı bir algoritmaya bağlanabilirler. İlk olarak, algoritma seçilen niteliklere sahip bir ekip oluşturur. Daha sonra, her yıl doğal ve kazara ölümlere izin vererek ve hangi mürettebat üyelerinin izin verilen üreme aralığı içinde olduğunu kontrol ederek görev boyunca ilerler.
Daha sonra, farklı cinsiyetten iki mürettebat üyesini rastgele ilişkilendirir ve kısırlık oranlarına, hamilelik şanslarına ve akrabalı çiftleşme sınırlamalarına göre çocuk sahibi olup olamayacaklarını değerlendirir. Hamileliğin geçerli olduğu kabul edilirse, algoritma yeni bir mürettebat üyesi yaratır ve ardından mürettebat ölene veya 6.300 yıl sonra Proxima Centauri'ye ulaşana kadar bu döngüyü tekrarlar.
Her görev ayrıca mürettebatı üçte bir oranında azaltan bir tür felaket (veba, çarpışma veya başka bir kaza) içerir.
Algoritma daha sonra bu büyüklükteki mürettebatın hedefine ulaşma olasılığını belirlemek için her görevi 100 kez tekrarlar.
Anahtar soru, hangi derecede akrabalı çiftleşmeye izin verilebileceğidir. Marin ve Beluffi bunu, tek yumurta ikizleri arasındaki üremenin yüzde 100 olarak kaydedildiği bir ölçek kullanarak ölçüyor; erkek/kız kardeş, baba/kız veya anne/oğul yüzde 25; amca/yeğen veya teyze/yeğen yüzde 12,5; ve ilk kuzenler yüzde 6.25.
Bir seçenek, akrabalı yetiştirmeyi yüzde 5'in altına sınırlamaktır, bu nedenle eşlerin birinci dereceden kuzenlerden daha uzak akraba olması gerekir. Diğer bir seçenek ise, akrabalı çiftleşmenin 0 olması için ortakların hiçbir şekilde ilişkili olamayacaklarını şart koşmaktır. Marin ve Beluffi simülasyonlarında bu ikinci senaryoyu kullanırlar.
Algoritma daha sonra farklı ilk mürettebat boyutları için 100 görevin üzerinde başarı olasılığını belirler.
Sonuçlar ilginç bir okuma sağlıyor. Heritage algoritması, 14 üreme çiftinden oluşan bir ilk mürettebatın Proxima Centauri'ye ulaşma şansının sıfır olduğunu tahmin ediyor. Böyle küçük bir grup, hayatta kalmak için yeterli genetik çeşitliliğe sahip değildir.
Araştırmacılar, hayvanlar üzerinde, 25 çiftlik bir başlangıç popülasyonunun genetik çeşitliliğinin dikkatli bir üreme ile süresiz olarak sürdürülebileceğini gözlemlediler. Ancak Heritage algoritması bunu başlangıç ekibi olarak kullandığında (25 erkek ve 25 kadın), hedefe ulaşmadan önce ölme olasılığının yüzde 50 olduğunu tahmin ediyor. Bunun nedeni büyük ölçüde böyle bir görevi etkileyebilecek rastgele olaylardır.
Heritage'a göre başarı şansı, ilk mürettebatta 98 yerleşimci veya 49 üreme çifti olana kadar yüzde 100'e ulaşmıyor. Daha sonra, bu simülasyonlar için kullanılan parametreler altında, Marin ve Beluffi gibi Proxima Centauri b'ye doğru 6.300 yıllık çok kuşaklı bir uzay yolculuğu için minimum 98 yerleşimciden oluşan bir mürettebatın gerekli olduğu sonucuna varabiliriz.
Bu, daha ayrıntılı simülasyonlar için zemin hazırlayan ilginç bir çalışma. Örneğin, derin uzaydaki doğurganlık oranları, Dünya'dakilerden oldukça farklı olabilir. Radyasyona bağlı yüksek mutasyon oranları nedeniyle başarılı bir hamilelikten sağlıklı bir çocuk doğma şansı da çok daha düşük olabilir.
Kazalar veya vebalardan kaynaklanan felaket olasılığı, çatışma gibi sosyal faktörlerin neden olduğu felaket olasılığından çok daha küçük olabilir. Bütün bunlar, Heritage'ın daha gelişmiş bir versiyonuna programlanabilir.
Gerçekten de, bu konular bilim kurgu yazarları tarafından zaten araştırılmıştır. Örneğin, kitapta yediler Yazar Neal Stephenson, insanlığın bir nüfus darboğazından geçtiği ve tüm bireylerin yedi kadından türediği bir gelecek hayal ediyor.
Marin ve Beluffi'nin çalışmaları göz önüne alındığında, Stephenson'ın hayali geleceği pek olası görünmüyor. Ancak medeniyetimizin karşı karşıya olduğu çeşitli tehditler göz önüne alındığında senaryoyu düşünmek kesinlikle önemlidir.
Referans: arxiv.org/abs/1806.03856 : Proxima Centauri b'ye Doğru Çok Kuşaklı Bir Uzay Yolculuğu İçin Asgari Mürettebatın Hesaplanmasısaklamak